Анализаторы азота/белка

В лабораториях пищевой промышленности, научно-исследовательских институтах, центрах контроля качества пищевых продуктов и сырья, санитарно-гигиенических учреждениях, в лабораториях крупнейших промышленных предприятий важным контролируемым параметром в образцах является содержание белка (или общее содержание азота) в пробе. Классический метод Кьельдаля предусматривает проведение 3-х стадийного процесса, включающего:

1. дигерирование (разложение); 
2. дистилляцию; 
3. титрование.

На первой стадии проба разлагается под действием серной кислоты - азот, содержащийся в органических соединениях, переходит в сульфат аммония.  Далее азот переводится в раствор гидроксида аммония - к сульфату аммония добавляют щелочь, затем проводят перегонку (дистилляцию) и поглощение выделившегося аммиака.  
Проводя титрованием полученного раствора с помощью кислоты известной концентрации вычисляют содержание азота в исходной пробе. 

Вследствие использования опасных как для здоровья персонала, так и для окружающей среды реагентов ученые постоянно трудились над тем, как ускорить процесс, сделать его максимально простым и безопасным, и получать воспроизводимые результаты.  

До проведения анализа
Любой анализ подразумевает точность результата. Чтобы говорить о достоверности полученных данных, необходимо быть твердо уверенным во всех стадиях процесса, в частности, в ПРОБОПОДГОТОВКЕ. Так как анализировать содержание азота (белка) можно практически в любых образцах, следует позаботиться о достаточной степени измельчения анализируемой пробы. 

Твердые образцы: размеры частиц пробы для анализа должны быть ≤ 1 мм, каждый раз перед анализом проба должна измельчаться абсолютно одинаковым образом, в течение установленного временного интервала. Для такого рода проб могут применяться различного рода лабораторные мельницы, например, дисковые или блендерного типа. 

Полутвердые пробы: категория проб наиболее сложная в подготовке. Для них могут применяться гомогенизаторы, шаровые мельницы, ступки, часто измельчение проходит в два этапа. 

Жидкие образцы: либо анализируются сразу (например, вода), либо осаждаются / фильтруются (например, молоко), в зависимости от того, какая часть - водная или жировая - представляет интерес для анализа. 

На содержание азота / белка могут анализироваться следующие образцы:

• овощи/фрукты (измельчение с помощью ножевых мельниц, перед анализом часто проба должна быть высушена);
• мясо/рыба (важнейшим параметром успешного анализа является достижение однородности пробы, для чего используется пищевые мясорубки, или гомогенизаторы);
• молочные продукты (специальная термообработка, быстрое проведение анализа свежих проб);
• пищевые продукты (аналогичны рыбе/мясу - сложно получить однородный образец для анализа, используются гомогенизаторы);
• напитки (используется большой объем пробы, так как содержание искомых компонентов мало);
• почвы (важно контролировать содержание влаги в образце, без высушивания, чтобы не испарялся аммиак);
• удобрения (для пробоподготовки используются дисковые / роторные мельницы);
• корма (часто используется ножевой измельчитель);
• вода/сточные воды;
• промышленные изделия - пластмассы, полимеры (часто обрабатываются жидким азотом перед измельчением), текстиль/кожа, бумага/целлюлоза.

Ограничения метода Кьельдаля: многие вещества невозможно исследовать на содержание азота, так как восстановление содержащегося в них азота довольно затруднительно. К ним относятся пробы, в состав которых азот входит в окисленной форме или в связанном состоянии в гетероциклических соединениях (нитраты, нитриты, алкалоиды, пиридин, производные хинолина, триазолы, пиразолоны, аминопирин и антипирин).

Пробы с трудноразложимыми соединениями перед дигерированием должны подвергаться предварительной обработке - например, с добавлением разлагающих реагентов и проведением анализа на нитраты.